作物杂志, 2022, 38(6): 186-192 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.06.027

生理生化·植物营养·栽培耕作

不同种植密度和品种对夏玉米物质生产和产量构成的影响

乔江方,1, 张盼盼,1, 邵运辉2, 刘京宝1, 李川1, 张美微1, 黄璐1

1河南省农业科学院粮食作物研究所,450002,河南郑州

2河南省农业科学院小麦研究所,450002,河南郑州

Effects of Different Planting Densities and Varieties on Dry Matter Production and Yield Components of Summer Maize

Qiao Jiangfang,1, Zhang Panpan,1, Shao Yunhui2, Liu Jingbao1, Li Chuan1, Zhang Meiwei1, Huang Lu1

1Cereal Crops Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, Henan, China

2Institute of Wheat Research, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, Henan, China

通讯作者: 张盼盼,主要从事玉米氮素营养管理研究,E-mail:zhangpan1602@163.com

收稿日期: 2021-06-16   修回日期: 2021-08-9   网络出版日期: 2022-08-09

基金资助: 河南省农业科学院基本科研业务费项目(2021ZC12)
河南省自然科学基金青年科学基金(202300410526)

Received: 2021-06-16   Revised: 2021-08-9   Online: 2022-08-09

作者简介 About authors

乔江方,主要从事玉米籽粒脱水研究,E-mail:qiaojf@126.com

摘要

以郑单309、郑单326、郑单958和中玉303等玉米品种为研究对象,在7个种植密度(6.00×104、6.75×104、7.50×104、8.25×104、9.00×104、9.75×104和10.50×104株/hm2)条件下进行田间试验,研究不同种植密度和品种对夏玉米生育期内群体物质累积量和产量构成的影响。结果表明,高密度下株高和穗位高表现出明显优势,中玉303和郑单958的株高和穗位高表现相对较高。随生育期推进,植株群体干物质量显著增加,花前、花后和成熟期干物质量均随密度增加而显著增加,成熟期中玉303和郑单958的干物质量较郑单326和郑单309平均提高16.1%,花后干物质量占成熟期的比重以6.00×104株/hm2密度处理下最高,为58.68%,以郑单958最高。随密度增加,成熟期千粒重显著下降,产量明显提高,10.50×104株/hm2密度处理最高,为14.49t/hm2,中玉303产量最高,较郑单309和郑单326平均增加16.3%。由此可见,在本试验条件下,选用中玉303,以10.50×104株/hm2密度种植,可提高玉米植株花后物质生产量,促进花后物质分配,实现夏玉米高产。

关键词: 夏玉米; 种植密度; 品种; 物质生产; 产量构成

Abstract

Four maize hybrids, Zhengdan 309 (ZD309), Zhengdan 326 (ZD326), Zhengdan 958 (ZD958) and Zhongyu 303 (ZY303), with seven planting densities including 6.00×104, 6.75×104, 7.50×104, 8.25×104, 9.00×104, 9.75×104 and 10.50×104 plants/ha were set to analyse the effects of planting densities and varieties on dry matter production and yield formation of summer maize. The results indicated that higher plant height and ear height were obtained under the higher density treatments, and the plant heights and ear heights of ZY303 and ZD958 were higher. Plant dry matter production was increased with maize growth. The production before and after anthesis and maturity stage were also improved with increasing of planting densities. The dry matter was significantly increased by 16.1% in ZY303 and ZD958 than in ZD326 and ZD309. The treatment of 6.00×104 plants/ha got the highest ratio of dry matter in post-anthesis to maturity stage, and the ratio was the highest in ZD958. With the increase of planting densities, the 1000-grain weight was decreased while grain yield was improved at maturity stage. The highest yield (14.49t/ha) was found in the 10.50×104 plants/ha treatment, and yield of ZY303 was increased by 16.3% than that in ZD309 and ZD326. It was concluded that the combination of ZY303 with the density of 10.50×104 plants/ha could improve the post-anthesis dry matter production and biomass distribution, and to increase maize yield.

Keywords: Summer maize; Planting density; Variety; Dry matter production; Yield components

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本文引用格式

乔江方, 张盼盼, 邵运辉, 刘京宝, 李川, 张美微, 黄璐. 不同种植密度和品种对夏玉米物质生产和产量构成的影响. 作物杂志, 2022, 38(6): 186-192 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2022.06.027

Qiao Jiangfang, Zhang Panpan, Shao Yunhui, Liu Jingbao, Li Chuan, Zhang Meiwei, Huang Lu. Effects of Different Planting Densities and Varieties on Dry Matter Production and Yield Components of Summer Maize. Crops, 2022, 38(6): 186-192 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2022.06.027

种植密度是影响玉米籽粒产量的重要因素之一,合理增加群体密度是获得高产的关键措施[1]。从2005年开始,中国玉米主推郑单958和先玉335等耐密性品种,种植密度显著增加,玉米单产随之增加[2]。目前,黄淮海平原夏玉米种植密度一般为6.0×104~9.0×104株/hm2[3],玉米单位面积产量一般随密度增加呈单峰曲线变化,在最适密度下获得最高产量,当超过最适宜密度后,会引起群体光合特性、叶面积指数和干物质积累量降低,直接影响植株的光合作用及干物质的积累与分配,从而降低光能利用率、限制籽粒库的建成[4-7]。因此,选择适宜密度、构建合理的群体结构、协调和解决单株和群体生产力的矛盾是提高玉米单产的重要途径。

不同玉米品种,尤其是株型不同的品种对种植密度的响应不同,不同品种间最适的种植密度也有所不同,因地制宜选用优质品种、合理密植是玉米高产高效的方向[8-10]。为此,本研究以近些年选育的玉米杂交种为研究对象,研究各品种在不同种植密度下株高和穗位高的变化,分析各品种干物质量和籽粒产量对密度的响应规律,为合理增密等栽培调控措施提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设置在河南省鹤壁市淇滨区钜桥镇鹤壁市农业科学院科研基地(114°33′06″ E,35°40′34″ N),土壤为潮土,玉米播种前按“S”形五点取样法取0~30cm的土壤基础样品,充分混合后测定其基本化学性质,其中全氮1.17g/kg、碱解氮66.34mg/kg、速效磷15.9mg/kg、速效钾271.68mg/kg、有机质19.5g/kg、pH 8.21。

1.2 试验设计

试验采用裂区设计,主因素为种植密度,分别为6.00×104、6.75×104、7.50×104、8.25×104、9.00×104、9.75×104和10.50×104株/hm2,分别编号为D1、D2、D3、D4、D5、D6和D7;副因素为玉米品种,分别为郑单309(ZD309)、郑单326(ZD326)、郑单958(ZD958)和中玉303(ZY303)。共28个处理,每个处理3次重复,8行区,行长5.0m,行距0.6m。试验时间为2020年6月15日-10月5日。玉米生育期内的田间管理措施与当地大田生产管理保持一致。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 干物质量

在夏玉米苗期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝后20d和成熟期选取连续5株长势一致的代表性植株,测定鲜重,烘干后称干重。

1.3.2 株高和穗位高

在吐丝后20d,选取连续5株长势一致的代表性植株,测量从地面至雄穗顶端(株高)和最上部果穗着生节位(穗位高)的高度。

1.3.3 产量

取小区中间2行玉米全部收获,随机选取15穗进行考种,晒干脱粒,测定籽粒含水量和籽粒质量,并折合含水率14%计算产量。

1.4 数据处理

收获指数=籽粒干重/植株干物质重。采用Excel 2010和SPSS 22进行数据统计与分析,用LSD法和Duncan法进行方差分析和多重比较(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同密度和品种对夏玉米株高和穗位高的影响

不同密度和品种对夏玉米株高和穗位高的影响不同。从图1可以看出,各处理间以D2ZY303株高最高,为288.7cm,分别较D2ZD326、D4ZD326、D1ZD309、D5ZD326和D5ZD958高出12.1%、11.9%、11.8%、9.3%和8.8%,以D6ZD326最低,仅为249.9cm。品种间表现为ZY303>ZD958、ZD309>ZD326。

图1

图1   不同密度和品种对夏玉米株高的影响

不同小写字母表示0.05水平下差异显著,下同

Fig.1   Effects of density and varieties on the plant height of summer maize

Different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level, the same below


图2显示,各处理间穗位高以D7ZD958最高,为143.2cm,D3ZD958、D1ZD958、D6ZD958和D5ZD958与之无显著差异,其次是D1ZY303、D4ZD958、D5ZY303、D3ZY303、D6ZY303、D2ZY303和D4ZY303,以D4ZD326最低,为93.7cm。7个密度间表现为D7和D3处理下穗位高较高,平均分别为126.1和122.7cm,各品种以ZD958最高,平均为136.0cm,以ZD326最低,平均为103.3cm。

图2

图2   不同密度和品种对夏玉米穗位高的影响

Fig.2   Effects of density and varieties on the ear height of summer maize


2.2 不同密度和品种对夏玉米生育期干物质累积量的影响

图3所示,随生育期推进,植株干物质累积量不断增加。ZD309在吐丝期前以D6处理下干物质累积量最高,从吐丝期至成熟期,D7表现出明显的优势,ZD326在整个生育期以D4、D5和D6处理下的干物质累积量表现较高,而ZD958和ZY303在各个时期内大致表现为随种植密度的增加,干物质累积量呈明显增加趋势。综合来看,在苗期,各密度处理下以D4处理干物质累积量最高,拔节期则以D6处理最高,大喇叭口期至成熟期,D7处理下表现出明显的优势,而整个生育期内D1和D2处理下的干物质累积量最低。苗期、拔节期和大喇叭口期各品种间的平均干物质累积量差异不明显,吐丝期ZY303干物质累积量为9.80t/hm2,明显高于ZD958,灌浆期ZD958和ZY303之间无明显差异,但均明显高于ZD326。

图3

图3   不同密度和品种对夏玉米干物质累积量的影响

Fig.3   Effects of density and varieties on the dry matter accumulation of summer maize


2.3 不同密度和品种对夏玉米花前和花后干物质生产的影响

表1可见,密度对成熟期干物质量、花前和花后的干物质量的影响均达显著水平,品种对成熟期干物质量、花前和花后干物质量及花后占成熟期干物质量比重有显著影响,二者的交互作用对成熟期干物质量、花后干物质量和花后干物质量占成熟期比重的影响均达显著水平。成熟期干物质量平均为24.02t/hm2,花前干物质量为9.22t/hm2,花后干物质量为14.80t/hm2,花后干物质量占比61.0%。成熟期干物质量各密度处理表现为D7处理最高,其次是D6、D4和D5处理,以D1和D2处理最低,品种间表现为ZY303>ZD958>ZD326、ZD309,花前和花后干物质量在不同处理下的表现趋势同成熟期干物质量。

表1   不同因素对夏玉米花前花后干物质生产的影响

Table 1  Effects of different factors on the dry matter production of summer maize before and after the anthesis stage

因素
Factor
干物质量Dry matter (t/hm2)花后干物质量/成熟期干物质量
Dry matter after anthesis/dry matter in maturity (%)
成熟期Maturity花前Before anthesis花后After anthesis
密度Densitiy
D120.46±1.58d7.10±1.00d13.36±1.69cd65.15±5.29a
D219.73±2.04d7.81±1.03cd11.92±1.86d60.23±5.12ab
D322.56±3.79c8.41±1.17c14.15±3.63bcd61.65±8.71ab
D425.46±2.99b9.71±0.73b15.75±3.11b61.33±5.88ab
D525.23±3.21b10.28±1.50ab14.95±3.57bc58.75±7.40b
D625.52±3.55b10.29±0.99ab15.23±4.11bc58.61±9.17b
D729.16±5.78a10.92±1.61a18.24±6.32a60.92±10.15ab
品种Variety
ZD30922.66±3.04b9.31±1.83ab13.35±2.77b58.64±7.99bc
ZD32621.79±3.58b9.11±1.59ab12.68±2.92b57.72±6.83c
ZD95825.50±5.93a8.65±1.83b16.86±5.29a65.23±7.81a
ZD30326.11±3.92a9.81±1.71a16.31±3.26a62.20±5.67b
F检验F test
密度Density******ns
品种Variety*******
密度×品种Density×variety**ns****

“*”表示在P < 0.05水平下差异显著,“**”表示在P < 0.01水平下差异显著,ns表示在P < 0.05水平下差异不显著

“*”represents significant difference at 0.05 level,“**”represents significant difference at 0.01 level, ns represents no significant difference at 0.05 level

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花后干物质量/成熟期干物质量在各密度处理下表现为D1处理下最高,为65.15%,其次是D3和D4处理,以D6和D5处理最低;品种间表现为ZD958最高,为65.23%,其次是ZY303(62.20%),ZD326最低。

表2显示,各处理下成熟期干物质量以D7ZD958处理下最高,为35.96t/hm2,D7ZY303处理与之差异不明显,其次是D6ZY303和D5ZD958处理,以D3ZD326和D1ZD326处理最低,分别为18.09和18.49t/hm2。花前干物质量以D5ZY303处理最高,为11.70t/hm2;D1ZD958处理最低,仅为6.28t/hm2;花后干物质量在D7ZD958处理下达最高,为26.14t/hm2,其次是D7ZY303处理,D3ZD326处理最低;花后干物质量占成熟期比重在D7ZD958处理下最高,为72.64%,D7ZD326和D6ZD309处理最低,分别为50.46%和50.53%。

表2   不同密度和品种处理对夏玉米花前、花后干物质生产的影响

Table 2  Effects of densities and varieties on the dry matter production of summer maize before and after the anthesis stage

密度
Density
品种
Variety
干物质量Dry matter (t/hm2)花后干物质量/成熟期干物质量
Dry matter after anthesis/dry matter in maturity (%)
成熟期Maturity花前Before anthesis花后After anthesis
D1ZD30921.18±0.97ghij7.17±0.18fg14.01±0.98defg66.11±1.77abc
ZD32618.49±0.97ij7.37±0.18efg11.12±1.11fg60.02±2.98bcde
ZD95820.01±0.16hij6.28±1.59g13.74±1.47defg68.68±7.76ab
ZY30322.16±0.77fghij7.59±1.20efg14.57±0.86cdefg65.79±4.68abc
D2ZD30919.10±2.53hij7.18±0.52fg11.92±2.54fg62.02±5.40abcde
ZD32619.40±1.49hij7.28±1.25fg12.12±0.96efg62.55±4.72abcd
ZD95819.20±3.10hij7.65±0.32efg11.55±3.38fg59.35±7.78bcde
ZY30321.21±0.46ghij9.13±0.46cdef12.08±0.24efg56.97±1.46bcde
D3ZD30923.01±2.56efghi8.37±0.54defg14.64±3.09cdefg63.18±6.17abc
ZD32618.09±4.75j8.60±1.06def9.49±3.91g50.89±9.18de
ZD95823.90±2.38cdefgh7.50±1.79efg16.40±1.14bcdef68.86±5.23ab
ZY30325.24±0.70cdefg9.18±0.82cdef16.06±0.58bcdef63.64±2.58abc
D4ZD30923.10±3.33efghi10.19±0.40abcd12.90±3.67efg55.12±7.82cde
ZD32623.59±1.91defgh9.08±0.39cdef14.50±1.91cdefg61.32±3.48abcde
ZD95827.64±2.42cde9.27±0.49cdef18.37±2.75bcd66.24±4.24abc
ZY30327.52±1.18cde10.28±0.80abcd17.24±0.53bcde62.66±1.55abcd
D5ZD30923.05±0.92efghi9.95±1.83abcd13.10±2.04efg56.78±8.30bcde
ZD32623.99±0.84cdefgh9.97±1.44abcd14.02±2.18defg58.30±7.28bcde
ZD95828.01±5.69bcd9.51±0.45bcde18.50±5.42bcd65.31±5.63abc
ZY30325.87±1.01cdefg11.70±1.58a14.16±2.34defg54.62±7.16cde
D6ZD30923.23±5.05defghi11.12±0.35abc12.11±4.81efg50.53±11.03e
ZD32626.42±2.01cdef10.35±0.99abcd16.07±2.98bcdef60.50±6.43bcde
ZD95823.81±1.76cdefgh10.51±0.99abcd13.31±2.63defg55.55±7.18cde
ZY30328.60±2.96bc9.17±0.51cdef19.44±2.47bc67.84±1.77ab
D7ZD30925.96±1.18cdefg11.18±1.55abc14.77±2.64cdef56.71±7.55bcde
ZD32622.52±1.88fghij11.10±0.13abc11.42±1.98fg50.46±4.57e
ZD95835.96±0.98a9.82±2.31abcd26.14±2.82a72.64±6.84a
ZY30332.21±3.55ab11.60±1.96ab20.61±3.32b63.86±5.65abc

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2.4 不同密度和品种对夏玉米籽粒产量及其构成因素的影响

F检验结果(表3)显示,种植密度对行粒数、千粒重、产量和收获指数的影响显著,品种对穗行数、行粒数和产量的影响达显著水平,二者交互作用对夏玉米籽粒产量的影响达显著水平。穗行数在各品种间表现为ZY303最高,为17.6,其他3个品种间无显著差异;7个密度处理下的行粒数表现为D1、D2、D3、D4较高,品种间表现为ZD958>ZY303>ZD309>ZD326;D1处理下的千粒重为388.48g,较D7和D6分别增加10.2%和9.1%,品种间无显著差异。产量结果表明,各密度处理以D7下产量最高,其次是D6处理,D1处理下产量最低,仅为10.32t/hm2,各品种表现为ZY303>ZD958>ZD309>ZD326,ZY303较ZD326和ZD309分别增加18.8%和13.9%。本试验条件下的收获指数平均为0.52。各种植密度以D2处理下最高,为0.55,以D5处理下最低,各品种表现为ZD326最高,为0.53(表3)。

表3   不同处理对夏玉米籽粒产量及其构成因素的影响

Table 3  Effects of different treatments on the grain yield and its components of summer maize

因素
Factor
穗行数
Rows per ear
行粒数
Kernel number per row
千粒重
1000-grain weight (g)
产量
Yield (t/hm2)
收获指数
Harvest index
密度Density
D115.7±0.3a36.9±0.6a388.48±7.28a10.32±0.36e0.51±0.02b
D215.3±0.3ab35.7±0.6a373.58±7.28ab10.77±0.36de0.55±0.02a
D315.5±0.3a35.2±0.6a368.08±7.28ab11.55±0.36cd0.53±0.05ab
D415.3±0.3ab35.5±0.6a366.78±7.28ab12.54±0.36bc0.51±0.02b
D515.3±0.3ab32.9±0.6b366.01±7.28ab12.49±0.36bc0.50±0.02b
D614.6±0.3b32.7±0.6b356.19±7.28b12.96±0.36b0.52±0.04ab
D715.5±0.3a33.1±0.6b352.56±7.28b14.49±0.36a0.51±0.01bc
品种Variety
ZD30914.6±0.2b33.9±0.5b369.64±5.5a11.67±0.27c0.52±0.05ab
ZD32614.5±0.2b33.3±0.5b364.37±5.5a11.19±0.27c0.53±0.02a
ZD95814.6±0.2b35.8±0.5a368.13±5.5a12.50±0.27b0.51±0.03ab
ZY30317.6±0.2a35.2±0.5a367.39±5.5a13.29±0.27a0.51±0.01b
F检验F test
密度Densityns*****ns
品种Variety****ns**ns
密度×品种Density×varietynsnsns*ns

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表4可以看出,各密度下ZY303的穗行数最高,D2ZD958行粒数最高(38.6),除D2ZD326、D3ZD309、D3ZD326、D5ZD309和D5ZD326处理外,D1、D2、D3、D4和D5处理下其他各处理与之无显著差异。D7ZD326处理行粒数最低,为30.3。D1ZY303处理千粒重最高,为409.17g,D6ZY303和D7ZY303处理最低,分别为343.07和343.87g。D7ZY303处理产量最高,其次是D7ZD958,D2ZD326处理产量最低,为9.48t/hm2。D3ZD326处理收获指数最高,为0.64,其次是D2ZD958和D6ZD309处理,以D7和D4处理下ZD958的收获指数最低,分别为0.42和0.43。

表4   不同密度和品种对夏玉米籽粒产量及其构成因素的影响

Table 4  Effects of densities and varieties on the grain yield and its components of summer maize

密度
Density
品种
Variety
穗行数
Rows per ear
行粒数
Kernel number per row
千粒重
1000-grain weight (g)
产量
Yield (t/hm2)
收获指数
Harvest index
D1ZD30914.5±0.5bc36.9±1.3ab392.10±5.82abc10.10±0.34ij0.48±0.01abc
ZD32614.9±0.1bc37.0±0.5ab380.00±7.26abc10.09±0.18ij0.55±0.03abc
ZD95815.3±0.4b36.9±1.0ab372.63±17.70abc10.35±0.39hij0.52±0.02abc
ZY30318.0±0.0a36.9±2.1ab409.17±41.12a10.75±0.94ghij0.48±0.03abc
D2ZD30914.7±0.5bc34.5±0.6abcde379.07±4.76abc10.55±0.25ghij0.56±0.03abc
ZD32614.8±0.8bc33.2±0.7bcdef362.33±8.84abc9.48±0.33j0.49±0.01abc
ZD95814.4±0.5bc38.6±0.9a388.03±8.17abc11.89±0.29cdefghij0.63±0.04ab
ZY30317.5±0.6a36.3±0.5abc364.87±12.75abc11.15±0.56efghij0.53±0.02abc
D3ZD30914.8±0.4bc33.5±0.5bcdef374.47±10.03abc10.68±0.54ghij0.47±0.04abc
ZD32614.4±0.4bc34.1±1.0bcdef369.40±5.36abc10.90±0.41fghij0.64±0.04a
ZD95815.2±0.4b36.7±0.7ab374.47±11.97abc12.04±0.63cdefghi0.50±0.01abc
ZY30317.7±0.5a36.3±0.5abc354.00±5.41bc12.60±0.28cdefgh0.50±0.00abc
D4ZD30914.7±0.3bc35.8±0.7abcd374.30±3.18abc12.28±0.07cdefghi0.54±0.05abc
ZD32614.8±0.6bc35.7±0.6abcd369.63±4.82abc12.80±0.42cdefg0.55±0.05abc
ZD95814.5±0.1bc34.5±0.5abcde364.47±12.72abc11.77±0.86cdefghij0.43±0.05c
ZY30317.3±0.7a36.0±0.7abc358.70±7.35bc13.31±0.63bcdef0.48±0.02abc
D5ZD30914.9±0.3bc31.0±0.8ef347.33±10.62bc11.06±0.52fghij0.48±0.03abc
ZD32614.3±0.4bc31.7±3.0def361.07±17.90abc11.33±0.90defghij0.47±0.04abc
ZD95814.4±0.5bc34.6±1.6abcde357.57±12.37bc13.49±0.76bcde0.5±0.06abc
ZY30317.5±0.5a34.5±1.0abcde398.07±43.93ab14.07±0.76bc0.55±0.04abc
D6ZD30914.0±0.0bc33.9±1.4bcdef368.60±12.87abc13.71±0.93bcd0.62±0.09ab
ZD32614.0±0.7bc31.2±0.6ef356.33±5.48bc11.82±0.63cdefghij0.45±0.04bc
ZD95813.3±1.3c33.1±1.5bcdef356.77±5.05bc12.71±0.70cdefgh0.54±0.05abc
ZY30317.2±0.5a32.4±1.1cdef343.07±5.60c13.62±0.26bcd0.48±0.04abc
D7ZD30914.7±0.5bc31.8±1.5def351.60±12.20bc13.28±1.75bcdef0.52±0.08abc
ZD32614.3±0.1bc30.3±2.3f351.80±5.89bc11.91±1.24cdefghij0.54±0.08abc
ZD95814.8±0.8bc35.8±0.8abcd362.97±1.19abc15.24±1.12b0.42±0.03c
ZY30318.1±0.4a34.4±1.2bcdef343.87±2.50c17.53±0.48a0.55±0.02abc

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3 讨论

研究[11-13]发现,随着种植密度的增加,玉米植株株高和穗位高均有所增加,且穗位高的增幅较大。本试验条件下发现,玉米种植密度增加至10.50×104株/hm2时,株高和穗位高明显增加(图1图2)。而刘胜男等[14]在研究3.9×104~6.3×104株/hm2的种植密度范围对春玉米和夏玉米生长的影响时发现,随种植密度增加,春玉米的株高增高,而夏玉米株高变化不明显。张向前等[15]研究5个密度水平对广德5生长的影响时则发现,随种植密度的增加,株高呈先增加后减少趋势。这种差异可能是由试验所处的生态条件和研究品种的不同产生的。

玉米种植密度对玉米植株干物质量和产量的影响大多表现为,随密度的增加,群体干物质量和产量显著增加,当种植密度超过最适范围后持续增密则干物质量不再增加,而产量也有下降趋势[16-21]。本研究也得到类似结果。这主要是因为密度对干物质积累的影响在生育后期出现较大差异(表2),花后干物质量主要用于籽粒产量的形成,当密度超过一定限度后,个体和群体的协调关系被破坏,导致产量下降。具体来说,在低密度条件下,穗数是产量高低的决定因素,随着种植密度的增加,穗粒数和粒重对产量的影响更为明显,而在高密度条件下,虽然穗粒数减少不显著,但千粒重明显下降,最终导致产量降低[6,22-23]

不同品种对密度的响应不同,研究[24]表明,大穗型品种在低密度下单株干物质累积量较大,随密度增加显著下降,群体干物质量则先增加后降低,小穗型品种的群体干物质量则持续增加。随密度增加,平展型玉米品种积累的干物质在果穗和茎叶间分配比例变化较大,干物质多倾向分配于茎叶,而紧凑型的变化较小。在本研究条件下,随着种植密度的增加,中玉303的产量不断提高,在密度为10.50×104株/hm2时产量最高(17.53t/hm2),表明中玉303为耐密型品种。本试验研究结果可为进一步研究不同玉米品种对种植密度的生理响应和养分利用效率规律等提供参考。

4 结论

玉米种植密度对其生长发育及产量有着重要的影响。随着种植密度的增加,籽粒植株干物质量显著增加,花后干物质量占成熟期的比重则降低。成熟期千粒重随密度的增加而降低,本研究表明,4个品种中以中玉303的产量最高,尤其是在10.50×104株/hm2下产量表现最好。因此,在本试验区域内,以10.50×104株/hm2高密度种植中玉303能够实现夏玉米增密高产。

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Gray leaf spot (GLS) caused by Cercospora zeae-maydis or Cercospora zeina is one of the devastating maize foliar diseases worldwide. Identification of GLS-resistant quantitative trait loci (QTL)/genes plays an urgent role in improving GLS resistance in maize breeding practice. Two groups of recombinant inbred line (RIL) populations derived from CML373 × Ye107 and Chang7-2 × Ye107 were generated and subjected to genotyping-by-sequencing (GBS). A total of 1,929,222,287 reads in CML373 × Ye107 (RIL-YCML) and 2,585,728,312 reads in Chang7-2 × Ye107 (RIL-YChang), with an average of 10,961,490 (RIL-YCML) and 13,609,096 (RIL-YChang) reads per individual, were got, which was roughly equal to 0.70-fold and 0.87-fold coverage of the maize B73 RefGen_V4 genome for each F individual, respectively. 6418 and 5139 SNP markers were extracted to construct two high-density genetic maps. Comparative analysis using these physically mapped marker loci demonstrated a satisfactory colinear relationship with the reference genome. 11 GLS-resistant QTL have been detected. The individual QTL accounted for 1.53-24.00% of the phenotypic variance explained (PVE). The new consensus QTL (qYCM-DS3-3/qYCM-LT3-1/qYCM-LT3-2) with the largest effect was located in chromosome bin 3.05, with an interval of 2.7 Mb, representing 13.08 to 24.00% of the PVE. Further gene annotation indicated that there were four candidate genes (GRMZM2G032384, GRMZM2G041415, GRMZM2G041544, and GRMZM2G035992) for qYCM-LT3-1, which may be related to GLS resistance. Combining RIL populations and GBS-based high-density genetic maps, a new larger effect QTL was delimited to a narrow genomic interval, which will provide a new resistance source for maize breeding programs.

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